The development of both experimental and diagnostic equipment to assist with simulating the mechanical effects of cold X-ray deposition is covered by this work. This thesis reviews the various experimental techniques suitable for conducting the electromagnetic launch of flyer plates and the chosen technique is developed into a fully functional experimental facility. The development of a bespoke 1-dimensional computer model is also described in the text. A novel current distribution measurement technique is also fully described. This new diagnostic approach will allow the variation of the current across the width of a large conductor to be easily determined which is something not previously demonstrated.

This is a qualitative research that draws Gee‟s Discourse analysis to understand how learners communicate their mathematical reasoning in a multilingual classroom in South Africa. The study involved a Grade 11 class of 25 learners in a township school East of Johannesburg. The research method used was a case study. Data was collected using classroom observations, and document analysis. The study has shown that learners communicate their mathematics reasoning up to a certain level. The way learners communicated their mathematical reasoning depended on the activities that were given by the textbook being used in the classroom, and the questions which the teacher asked during the lessons. From the findings of the study, recommendations were made: the assessment of how learners communicate their mathematical reasoning should have a basis, say the curriculum. If the curriculum states the level of mathematical reasoning which the learners at Grade 11 must reach, then the teacher will have to probe the learners for higher reasoning; mathematics classroom textbooks should be designed to enable learners communicate their mathematical reasoning. The teacher should ask learners questions that require learners to communicate their mathematical reasoning.

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While most statistical learning methods are designed to work with data stored in a single table, many large datasets are stored in relational database systems. Probabilistic Relational Models (PRM) extend Bayesian networks by introducing relations and individuals, thus making it possible to represent information in a relational database. However, learning a PRM from relational data is a more complex task than learning a Bayesian Network from \"flat\" data. The main difficulties that arise while learning a PRM are establishing what are the legal dependency structures, searching for possible structures, and scoring them. This thesis focuses on the development of a novel approach to learn the structure of a PRM, describes a package in the R language to support the learning framework, and applies it to a real, large scale scenario of a city named Atibaia, in the state of São Paulo, Brazil. The research is based on a database combining three different tables, each representing one class in the domain of study. The first table contains 27 attributes from 110,816 citizens of Atibaia. The second table contains 9 attributes from 20,162 companies located in the city. And finally, the third table has 8 attributes from 327 census sectors (small territorial units that comprise the city of Atibaia). The proposed framework is applied to learn a PRM structure and parameters from the database. The model is used to verify if the Social Class of a person can be explained by the location where they live, their neighbors, and the companies nearby. Preliminary experiments have been conducted and a paper published in the 2017 Symposium on Knowledge Discovery, Mining and Learning (KDMiLe). The algorithm performance was further evaluated by extensive experimentation, and a broader study using Serasa Experian data was conducted. Finally, the package in the R language that supports our method was refined along with proper documentation and a tutorial. / Embora a maioria dos métodos de aprendizado estatístico tenha sido desenvolvida para se trabalhar com dados armazenados em uma única tabela, muitas bases de dados estão armazenadas em bancos de dados relacionais. Modelos Probabilísticos Relacionai (PRM) estendem Redes Bayesianas introduzindo relações e indivíduos, tornando possível a representação de informação em uma base de dados relacional. Entretanto, aprender um PRM através de dados relacionais é uma tarefa mais complexa que aprender uma Rede Bayesiana de uma única tabela. As maiores dificuldades que se impõe enquanto se aprende um PRM são estabelecer quais são as estruturas de dependência legais, procurar por possíveis estruturas, e avalia-las. Esta tese foca em desenvolver um novo método de aprendizado de estruturas de PRM, descrever um pacote na linguagem R que suporte este método e aplica-lo a um cenário real e de grande escala, a cidade de Atibaia, no estado de São Paulo, Brasil. Esta pesquisa está baseada em uma base de dados combinando três tabelas distintas, cada uma representando uma classe no domínio de estudo. A primeira tabela contém 27 atributos de 110.816 habitantes de Atibaia, e a segunda tabela contém 9 atributos de 20.162 empresas da cidade. Por fim, a terceira tabela possui 8 atributos para 327 setores censitários (pequenas unidades territoriais que formam a cidade de Atibaia). A proposta é aplicada para aprender-se a estrutura de um PRM e seus parâmetros através desta base de dados. O modelo foi utilizado para verificar se a classe social de uma pessoa pode ser explicada pelo local onde ela vive, seus vizinhos e as companhias próximas. Experimentos preliminares foram conduzidos e um artigo foi publicado no Symposium on Knowledge Discovery, Mining and Learning (KDMiLe). O desempenho do algoritmo foi reavaliada através de extensiva experimentação, e um estudo mais amplo foi conduzido com os dados da Serasa Experian. Por fim, o pacote em R que suporta o método proposto foi refinado, e documentação e tutorial apropriado foram descritos.

Recentemente os sistemas de transferência de energia sem fio WPT (do inglês Wireless Power Transfer) têm sido amplamente estudados com o propósito de alimentar eficientemente diversos tipos de cargas através de técnicas específicas, dentre elas destaca-se a transferência capacitiva de potência CPT (do inglês Capacitive Power Transfer) e a transferência indutiva de potência IPT (do inglês Inductive Power Transfer), sendo esta última objeto deste estudo. Em um sistema de transferência indutiva de potência a carga é alimentada através de um transformador fracamente acoplado. Em função do elevado espaçamento entre as bobinas primária e secundária, da ausência de núcleo magnético, ou o emprego do núcleos divididos e separados por um grande entreferro, o transformador apresenta alta reatância de dispersão e baixa reatância de magnetização, o que resulta em elevadas correntes, baixa eficiência e regulação da tensão ruim quando houver variação da carga. Com o intuito de aumentar a eficiência e melhorar a regulação de tensão (ou corrente) são aplicadas compensações capacitivas em ambos os lados do transformador, elevando o número de elementos reativos, o que dificulta a compreensão do seu comportamento. Adicionalmente, as diversas configurações geométricas possíveis para a construção das bobinas dificultam a otimização do projeto de transferência indutiva de potência. Esta dissertação analisa e compara as estratégias de compensação série-série (SS) e série-paralela (SP) sob diversos pontos de vista, identificando pontos de operação relevantes nos quais o sistema atua como uma fonte de corrente ou de tensão em malha aberta, modela os elementos que constituem um sistema de transferência indutiva de potência para alcançar à eficiência requisitada. Adicionalmente este trabalho lista os impactos na fonte e na carga quando do desvio das condições nominais de operação e dá diretrizes que permitem escolher os elementos de um sistema IPT. Na sequência esta dissertação propõe as diretrizes para a construção do transformador com valores predefinidos de fator de qualidade, indutâncias próprias e fator de acoplamento. Por fim, o presente trabalho dimensiona e confecciona alguns sistemas IPT a partir de uma lista de especificações, usando uma metodologia de projeto baseada em fórmulas aproximadas e a valida experimentalmente. / Recently Wireless Power Transfer (WPT) is widely studied in order to efficiently feed many different kinds of loads using specific techniques, such as Capacitive Power Transfer (CPT) and Inductive Power Transfer (IPT). IPT system relies on large air gap and loosely coupled transformer which will be studied in this work. Due to the large separation between the primary and secondary coils, the absence of a magnetic core, or the presence of split cores the transformer presents large leakage inductances, resulting in poor voltage regulation against load variation. Moreover, the low magnetizing inductance results in high magnetizing currents, reducing the overall efficiency. In order to improve the WPT performance, capacitive compensation techniques are applied in both sides of the transformer. Series compensation is commonly used at the primary side of the WPT transformer while Series or Parallel compensation is eligible to the secondary side. In addition, the loosely coupled transformer must be designed, in spite of the complex relationship between the various electrical and geometrical parameters of the coils that complicates the transformer construction and its optimization. This work compares Series-Series and Series-Parallel compensation strategies based on a simple approach, comprehensively highlighting the pro and cons of each one. Also the open loop operation in voltage source and current source modes, and the effect of the gap length for both compensation strategies are discussed. Moreover, the elements that constitute an inductive power transfer system are modeled in order to achieve the required efficiency. This research also proposes some guidance to build the transformer with high figure-of-merit and coupling. Finally, the present work designs and builds few IPT systems that satisfies a set of specifications, based on a simplified design procedure. The proposed design methodology is experimentally validated.

Harmony is the aspect of music concerned with the structure, progression, and relation of chords. In Western tonal music each period had different rules and practices of harmony. Similarly some composers and musicians are recognised for their characteristic harmonic patterns which differ from the chord sequences used by other musicians of the same period or genre. This thesis is concerned with the automatic induction of the harmony rules and patterns underlying a genre, a composer, or more generally a 'style'. Many of the existing approaches for music classification or pattern extraction make use of statistical methods which present several limitations. Typically they are black boxes, can not be fed with background knowledge, do not take into account the intricate temporal dimension of the musical data, and ignore rare but informative events. To overcome these limitations we adopt first-order logic representations of chord sequences and Inductive Logic Programming techniques to infer models of style. We introduce a fixed length representation of chord sequences similar to n-grams but based on first-order logic, and use it to characterise symbolic corpora of pop and jazz music. We extend our knowledge representation scheme using context-free definite-clause grammars, which support chord sequences of any length and allow to skip ornamental chords, and test it on genre classification problems, on both symbolic and audio data. Through these experiments we also compare various chord and harmony characteristics such as degree, root note, intervals between root notes, chord labels and assess their characterisation and classification accuracy, expressiveness, and computational cost. Moreover we extend a state- of-the-art genre classifier based on low-level audio features with such harmony-based models and prove that it can lead to statistically significant classification improvements. We show our logic-based modelling approach can not only compete with and improve on statistical approaches but also provides expressive, transparent and musicologically meaningful models of harmony which makes it suitable for knowledge discovery purposes.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

Recentemente os sistemas de transferência de energia sem fio WPT (do inglês Wireless Power Transfer) têm sido amplamente estudados com o propósito de alimentar eficientemente diversos tipos de cargas através de técnicas específicas, dentre elas destaca-se a transferência capacitiva de potência CPT (do inglês Capacitive Power Transfer) e a transferência indutiva de potência IPT (do inglês Inductive Power Transfer), sendo esta última objeto deste estudo. Em um sistema de transferência indutiva de potência a carga é alimentada através de um transformador fracamente acoplado. Em função do elevado espaçamento entre as bobinas primária e secundária, da ausência de núcleo magnético, ou o emprego do núcleos divididos e separados por um grande entreferro, o transformador apresenta alta reatância de dispersão e baixa reatância de magnetização, o que resulta em elevadas correntes, baixa eficiência e regulação da tensão ruim quando houver variação da carga. Com o intuito de aumentar a eficiência e melhorar a regulação de tensão (ou corrente) são aplicadas compensações capacitivas em ambos os lados do transformador, elevando o número de elementos reativos, o que dificulta a compreensão do seu comportamento. Adicionalmente, as diversas configurações geométricas possíveis para a construção das bobinas dificultam a otimização do projeto de transferência indutiva de potência. Esta dissertação analisa e compara as estratégias de compensação série-série (SS) e série-paralela (SP) sob diversos pontos de vista, identificando pontos de operação relevantes nos quais o sistema atua como uma fonte de corrente ou de tensão em malha aberta, modela os elementos que constituem um sistema de transferência indutiva de potência para alcançar à eficiência requisitada. Adicionalmente este trabalho lista os impactos na fonte e na carga quando do desvio das condições nominais de operação e dá diretrizes que permitem escolher os elementos de um sistema IPT. Na sequência esta dissertação propõe as diretrizes para a construção do transformador com valores predefinidos de fator de qualidade, indutâncias próprias e fator de acoplamento. Por fim, o presente trabalho dimensiona e confecciona alguns sistemas IPT a partir de uma lista de especificações, usando uma metodologia de projeto baseada em fórmulas aproximadas e a valida experimentalmente. / Recently Wireless Power Transfer (WPT) is widely studied in order to efficiently feed many different kinds of loads using specific techniques, such as Capacitive Power Transfer (CPT) and Inductive Power Transfer (IPT). IPT system relies on large air gap and loosely coupled transformer which will be studied in this work. Due to the large separation between the primary and secondary coils, the absence of a magnetic core, or the presence of split cores the transformer presents large leakage inductances, resulting in poor voltage regulation against load variation. Moreover, the low magnetizing inductance results in high magnetizing currents, reducing the overall efficiency. In order to improve the WPT performance, capacitive compensation techniques are applied in both sides of the transformer. Series compensation is commonly used at the primary side of the WPT transformer while Series or Parallel compensation is eligible to the secondary side. In addition, the loosely coupled transformer must be designed, in spite of the complex relationship between the various electrical and geometrical parameters of the coils that complicates the transformer construction and its optimization. This work compares Series-Series and Series-Parallel compensation strategies based on a simple approach, comprehensively highlighting the pro and cons of each one. Also the open loop operation in voltage source and current source modes, and the effect of the gap length for both compensation strategies are discussed. Moreover, the elements that constitute an inductive power transfer system are modeled in order to achieve the required efficiency. This research also proposes some guidance to build the transformer with high figure-of-merit and coupling. Finally, the present work designs and builds few IPT systems that satisfies a set of specifications, based on a simplified design procedure. The proposed design methodology is experimentally validated.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

Artificial intelligence and machine learning are fields of research that have become very popular and are getting more attention in the media as our computational power increases and the theories and latest developments of these fields can be put into practice in the real world. The field of machine learning consists of different paradigms, two of which are the symbolic and connectionist paradigms. In 1991 it was pointed out by Minsky that we could benefit from sharing ideas between the paradigms instead of competing for dominance in the field. That is why this thesis is investigating two approaches to inductive logic programming, where the main research goals are to, first: find similarities or differences between the approaches and potential areas where cross-pollination could be beneficial, and secondly: investigate their relative performance to each other based on the results published in the research. The approaches investigated are Meta-Interpretive Learning and Inductive Metalogic Programming, which belong to the symbolic paradigm of machine learning. The research is conducted through a comparative study based on published research papers. The conclusion to the study suggests that at least two aspects of the approaches could potentially be shared between them, namely the reversible aspect of the meta-interpreter and restricting the hypothesis space using the Herbrand base. However, the findings regarding performance were deemed incompatible, in terms of a fair one to one comparison. The results of the study are mainly specific, but could be interpreted as motivation for similar collaboration efforts between different paradigms.